能源利用效率提升是实现节能减排和绿色发展目标的关键抓手，始终受到学术界高度关注。排污权交易制度在环境规制逐步走向市场化进程中被推出，其对能源利用效率的影响具有重要意义。本文将能源利用效率划分为单要素能源效率和绿色全要素能源效率，以2003—2017年281个地级及以上城市为样本，运用双重差分法考察了排污权交易制度对能源利用效率的影响与作用路径。研究发现，在运用工具变量克服内生性问题和进行一系列稳健性检验后，排污权交易制度能够显著降低单位地区生产总值能耗和提高绿色全要素能源效率。影响机制检验表明，排污权交易制度通过提高市场化水平、完善政府与市场关系和提升要素市场发育度降低单位地区生产总值能耗，通过绿色创新提高绿色全要素能源效率。异质性分析表明，排污权交易制度对衰退型资源型城市单位地区生产总值能耗的降低效果大于成熟型资源型城市，对成长型资源型城市和再生型资源型城市影响不显著；排污权交易制度对降低非老工业基地城市单位地区生产总值能耗和提升非老工业基地城市绿色全要素能源效率的效应更大。本文为中国因地制宜释放排污权交易在推动绿色发展和生态文明建设方面的制度性红利提供了经验证据和政策启示。